Устройство для измерения эксплуатационных параметров двигателя внутреннего сгорания

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики верхней мертвой точки (ВМТ) и параметров двигателя, согласующий каскад и входные усилители, переключающую схему, блок оценки и индикации и блок распределения во времени , выполненКьй в виде генератора импульсов и блока сравнения, причем датчик ВМТ через согласующий каскад связан с переключающим устройством, к которому подключены блок сравнения и индикации непосредственно и через входные усилители - датчики параметров и блок распределения во времени, при этом генератор связан с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом переключаготдей схемы, а выход - с входом переключающей схемы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, блок распределения во времени снабжен цепью управления, первым и вторым счетчиками, запоминающим устройством и делителем, причем цепь управления и запоминающее устройство последовательно включены в связь выхода переключанлцей схемы с блоком сравнения, второй счетчик - в связь генератора с блоком сравнения, делитель включен между генератором импульсов и первым счетчиком, а цепь управления соединена с запоминающим устройством и вторым счетчиком.

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ "

И ПАТЕН ГV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3413242/25-06 (22) 01.04.82 (46) 15.08.84. Бюл. Р 30 (72) Арпад Петак, Дьердь Баншаги, Иштван Худачек и Янош Варга (ВНР) (71) Хирадаштехникай Гепдьяр (BHP) (53) 621.43.038(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2817014,кл.G 01 М 15/00, 1979.

:(54)(57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНЙЯ > ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики верхней мертвой точки (BMT) и параметров двигателя, согласующий каскад и входные усилители, переключающую схему, блок оценки и индикации и блок распределения во времени, выполненный в виде генератора импульсов и блока сравнения, причем датчик ВМТ через согласующий каскад связан с переключающим устройством, к которому подключены блок сравнения

„„SU ÄÄ 1 109071 А

3(511 G 01 М 15/00 F 02 М 65 00 и индикации непосредственно и через входные усилители — датчики парамет" ров и блок распределения во времени, при этом генератор связан с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом переключающей схемы, а выход — с входом переключающей схемы, о т л и ч а ющ е е с я тем,. что, с целью повышения точности, блок распределения во времени снабжен цепью управления, первым и вторым счетчиками, запоминающим устройством и делителем, причем цепь управления и запоминающее устройство последовательно включены в связь выхода переключающей g схемы с блоком сравнения, второй счетчик — в связь генератора с блоком сравнения, делитель включен меж. ду генератором импульсов и первым счетчиком, а цепь управления соединена с запоминающим устройством и вторым счетчиком.

1 109071

2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок распределения во времени снабжен задатчиком числа цилиндров и схемой формирования сигналов, включенной в связь блока сравнения с входом переключающей схемы и соединенной входом и выходом с цепью управления и выходом — с блоком оценки и индикации, а задатчик числа цилиндров соединен выходами параллельно со схемой формирования сигналов и делителем.

3, Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что в него включен узел задержки, логическая схема и дополнительная схема формиро вания сигналов, включенные последовательно между выходом блока распределения во времени и входом блока оценки и индикации, а логическая схема связана с задатчиком числа

;цилиндров через цепь управления.

4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него включены узел задержки, осциллоскоп, дополнительная логическая схема и угломер, причем узел задержки

Изобретение относится к устройствам для измерения эксплуатационных параметров бензиновых и дизельных двигателей и пригодно для надежного и точного измерения таких эксплуатационных параметров бензиновых и дизельных двигателей, как угол предварительного впрыска, длительность впрыска, опережение зажигания, величины давления и т.д.

Наиболее важная задача автомобильной диагностики заключается в измерении различных параметров, характеризующих эксплуатационное состояние двигателей внутреннего сгорания. Известно Heсколько использующихся для этой цели устройств, которые могут быть разделены на две группы.

К первой группе относятся электрические автомобильные измерительные устройства, обеспечивающие измерение электрических параметров и позволяющие на основании этого произвести включен на выходе переключающей схемы, связанной с дополнительной логической схемой, соединенной параллельно с осциллоскопом и последовательно — с дополнительной логической схемой и угломером.

5. Устройство по пп. 1-4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит блок выбора числа цилиндров, связанный с пере.ключающей схемой.

6. Устройство по пп, 1-5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первый счетчик через последний выход своей счетной цепочки дополнительно соединен с цепью управления и снабжен запирающим выходом, управляемым цепью управления.

7. Устройство по пп. 1-6, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блок оценки и индикации содержит осциллоскоп.

8. Устройство по пп. 1-7, о т л и ч .а ю щ е е с я тем, что блок оценки и индикации снабжен электрическими цепями для цифровой обработки сигналов. проверку. Ко второй группе относятся устройства, при работе которых используются встроенные в узлы двигателя измерительные зонды. На основа5 нии анализа состояния измерительных зондов, обрабатывая поступающие от этих зондов измеренные величины, относящиеся к работе системы .питания цилиндров, обеспечивается возможность измерения многочисленных эксплуатационных параметров двигателя.

Известны устройства для измерения эксплуатационных параметров двигателя внутреннего сгорания, содержащие датчики верхней мертвой точ ки (ВМТ) и параметров двигателя, согласующий каскад и входные усилители, переключающую схему, блок

20 оценки и индикации и блок распределения во времени, выполненный в виде генератора импульсов и блока сравнения, причем датчики ВМТ через согласующий каскад связан с переключающим устройством, к которому подключены блок сравнения и индикации непосредственно и через входные усилители — датчики параметров и 5

Ф блок распределения во времени, при этом генератор связан с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом переключающей схемы, а выход — с входом переключаю- 10 щей схемы 1 .

Недостатком известного. устройства является пониженная точность синхронизации измерений с учетом поворота вала двигателя, что сни- 15 жает точность измерений.

Цель изобретения - повьппение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения 20 эксплуатационных параметров двигателя внутреннего сгорания, содержащем датчики верхней мертвой точки (ВМТ) и параметров двигателя, согласующий каскад и входные усили- 25 тели, переключающую схему, блок оценки и индикации и блок распределения во времени, выполненный в виде генератора импульсов и блока сравнения, причем датчик BMT через согла- 30 сующий каскад связан с переключающим устройством, к которому подключены блок сравнения и индикации непосредственно и через входные усилители— датчики параметров и блок распределения во времени, при этом генератор связан с бдним входом блока срав:нения, другой вход которого соединен

В с выходом переключающей схемы, а выход — с входом переключающей схемы, блок распределения во времени снабжен цепью управления, первым и вторым счетчиками, запоминающим устройством и делителем, причем цепь управления и запоминающее устройство последовательно включены в связь пе реключающей схемы с блоком сравнения, второй счетчик . — в связь генератора с блоком сравнения, делитель вклю чен между генератором иипульсов и 5й первым счетчиком. а цепь управления соединена с запоминающим усФройством и вторым счетчиком.

Блок распределения во.времени может быть снабжен задатчиком числа .

S цилиндров и схемой формирования сигналов. включенной в связь блока сравнения с входом переключающей схемы и соединенной входом и выходом с цепью управления и выходом с блоком оценки и индикации,а задатчик числа цилиндров соединен выходами параллельно со схемой формирования сигналов и делителем.

В устройство может быть включен узел задержки, логическая схема и дополнительная схема формирования сигналов, включенные последователь" но между выходом блока распределения во времени и входом блока оценки и индикации, а логическая схема связана с задатчиком числа цилиндров через цепь управления.

В устройство могут быть включены узел задержки, осциллоскоп, дополнительная логическая схема и угломер, причем узел задержки включен на выходе переключающей схемы, связанной с дополнительной логической схемой, соединенной параллельно с осциллоскопом и последовательно— с дополнительной логической схемой и угломером, Устройство может дополнительно содержать блок выбора числа цилиндров,связанный с переключающей схемой.

Первый счетчик. через последний выход своей счетной цепочки может быть дополнительно соединен с цепью управления и снабжен запирающим выходом, управляемым цепью управления„

Блок оценки и индикации может содержать осциллоскоп.

Кроме того, блок оценки и индикации может быть снабжен электрическими цепями для цифровой обработки сигналов °

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Основными узлами устройства являются входной усилитель 1, переключающая схема 2, блок 3 распределения во времени и блок 4 оценки и сигнализации. Входной усилитель разделен на две части и содержит пер вый усилитель 5, подключаемый к дизельному двигателю, и второй усилитель 6, подключаемый к бензиновому двигателю. К входам первого усилителя 5 подключены датчики давления, которые введены в линии высокого давления, соединяющие топливный насос и форсунку дизельного двигателя.

В зависимости от того, включены ли они а области форсунки или топливного насоса, устройство может использоваться Для контроля всего процесса поДачИ топлива или для контроля qpo071

11О9

5 цесса начала подачи топлива. Второй усилитель 6 подключен к прерывателю бензинового двигателя, к сред ней точке высоковопьтного распределителя и к кабелю высокого напря5 жения, подключенному к первому цилиндру.

Блок 3 распределения выполнен в виде цифрового сигнала синхронизатора, для обеспечения работы которого 10 нет необходимости в использовании подвижных частей. Вход блока подключен к переключающей схеме 2. Один из входов блока подключен к этой схеме, а другой — к блоку 4 оценки и сигнализации. Сигналы поступают на вход цепи 7 управления от переключающей схемы 2 в блоке 3 распределения во времени. Цепь 7 управления обоюдосторонне связана с первым 20 счетчиком 8 и схемой 9 формирования сигналов. Каждый выход связан с запоминающим устройством 10 и вторым счетчиком 11. В составе узла генератор 12 вырабатывает импульсы с 25 высокой стабильностью, а задатчик

13 числа цилиндров должен быть установлен в положение, соответствующее числу цилиндров испытуемого двигателя (в общем случае рассматривается число цилиндров от одного до восьми, однако в случае необходимости можно рассматривать еще большее число цилиндров). Другой выход первого счетчика 8 через запоминающее устройство 10 подключен к блоку 14 сравне35 ния, который также связан с выходом второго счетчика 11. Задатчик 13 числа цилиндров и генератор 12 своими выходами управляют состоянием

40 делителя 15, выход которого подключен к входу первого счетчика 8. Генератор

12 связан с вторым счетчиком 11, а блок 14 сравнения связан со схемой

9 формирования сигналов. Первый

45 счетчик 8 в предпочтительном случае оснащен таким запрещающим выходом, который связан с цепью 7 управления и внутри первого счетчика 8 подключен к последнему выходу, обеспечивающему заполнение счетной цепи.

Блок 4 оценки и сигнализации устройства может быть выполнен в соответствии с обычным решением осциллоскопа, однако в случае необходимости обеспечивается возможность оценки и отображения измеренных сигналов с помощью известных и пригодных для этой цели устройств цифровой обработки данных.

Кроме осциллоскопа могут использоваться также и другие аналоговые устройства и методы отображения сиг. налов. Предлагаемое устройство пригодно для проведения простой оценки и для индикации сигналов, поступающих от двигателя. Оно может быть оснащено подключенным к переключающей схеме

2 блоком 16 выбора числа цилиндров, который может использоваться для того, чтобы обеспечить поступление на вход блока 4 оценки и сигнализации сигналов исключительно от определенного числа цилиндров..

Более эффективная оценка используемых сигналов может быть достигнута в том случае, если используется последовательная схема, состоящая из подключенного к выходу схемы 9 формирования сигналов узла 17 задержки, логической схемы 18 и схемьь 19 формирования сигналов. В последовательной схеме логическая схема 18 подключена к выходу схемы управления.

Этот узел пригоден для обеспечения соответствующей выдержки и соответствующего данному цилиндру сигнала, серии сигналов практически на всей длине, к проведению испытаний даже до момента формирования давления или сигнала. Выход схемы 19 формирования сигналов вместе с соответствующим выходом переключающей схемы 2 подключен к входу блока 4, обеспечивающего оценку сигналов.

К одному иэ выходов переключающей схемы 2 может подключаться последовательно звено, состоящее из узла 20 задержки, стробоскопа 21, также подключенной к выходу переключающего блока 16 логической схемы 22, обеспечивающей выбор знака, и из угломера 23. За счет этого обеспечивяется возможность точного измерения угловых параметров, относящихся к различным процессам, протекающим при работе двигателя. В общих случаях дизельные двигатели (во всяком случае их наиболее современные типы) оснащены датчиками верхней мертвой точки. Сигналы от этих датчиков поступают в согласующий каскад 24 к переключающей схеме 2, а затем — на последовательное звено. 3а счет этого обеспечивается воэможность автоматического измерения с учетом пра7 1109071 0 вильного знака угловых параметров, ленным с помощью задатчика 13 числа соответствующих углу к моменту на- цилиндров числом обеспечивает дечала подачи топлива к дизельному дви ление сигнала генератора 12 и тем гателю, а также предварительного самым загружает первый счетчик 8. впрыска. Устройство может быть так- Одновременно неделенный сигнал же дополнительно оснащено дачиком генератора 12 поступает на вход верхней мертвой точки, приданным второго счетчика 11, который в соотпервому цилиндру. ветствии с величиной установки заПредлагаемое устройство 1эаботает датчика 13 числа цилиндров заг ов загруследующим образом. 10 жается в и раз быстрее. Блок 14

Соответствующие элементы-датчики сравнения сравнивает содержание втовходного усилителя 1 установлены рого счетчика 11 с введенным в залов соответствующих точках испытуемого минающее устройство 10 значением и двигателя внутреннего сгорания. В . в случае равенства обоих значений случае испытания дизельного двига- 1g обеспечивает включение схемы 9 фор-! теля они располагаются на трубо- мирования сигналов, которое через (п проводах, предназначенных для подачи цепь 7 управления возвращает второй топлива, а в случае наличия бензино- счетчик 11 в исходное состояние. Посвых двигателей — на молоточке прерывателя, в первой линии зажигания 2О цесс загрузки второго счетчика 11. и в средней части высоковольтного расдновремепно с возвратом н исходное пределителя. Активные элементы вход- состояние через схему 9 формированого усилителя 1 могут располагаться ния сигналов на вход переключающей в области двигателя или же по жела- схемы 2 поступает выходной сигнал. нию внутри корпуса устройства. Сиг- 25 3 а одним сигналом синхронизации иэ налы входного усилителя 1 поступают схемы 9 формирования сигналов в пена вход переключающей схемы 2. Одно- реключающую схему 2 могут поступать временно перед началом проведения только и выходных сигналов. Если, измерений необходимо произвести например в результат

9 ьтате сильного коле. установку задатчика 13 числа цилинд- бания числа оборотов двигателя возров в соответствии с желаемым числом никает эффект выдачи нескольких сиг.цилиндров. В прочих вариантах кон- налов стирания, то в этом случае структивного исполнения необходима это определяет схема 9 ф формирования проверка не более чем восьми цилинд- сигналов — после достиже 1 — после достижения числа ров, однако существует возможность импульсов цепь управления блокируеттакого исполнения, которое пригодно ся и дальнейшая выдача сигналов недля испытания двигателя, включающего возможна до момента появления нового в свой состав двенадцать и более ци- синхронизирующего сигнала. Такое линдров. Переключающая схема 2 вы- решение обеспечивает возможность пос. деляет иэ сигнала по т с упившего от тоянного распределения длительности входного усилителя 1, сигнал синхро- между двумя сигналами синхронизации низации. Этот сигнал поступает на в соответствии с одинакбвым числом вход цепи 7 управления, Сигнал син- цилиндров также и в меняющихся услохронизации в общем случае вырабаты- виях, т.е. при быстром изменении вается в соответствии с определенной периода обращения вала двигателя. величиной сигнала, относящегося к Одновременно обеспечивается возможвыбранному цилиндру. Выбор сигнала ность учета изменения длительности синхронизации осуществляется в про- уже в том цикле к ле, которыи следует цессе питания в ка о жд м цикле, т.е. за моментом изменения числа оборотов, в случае четырехтактного двигателя В случае если длител

У длительность паузы после каждых двух оборотов вала дви- между моментами поступления сигналов гателя. При поступлении сигнала син- синхронизации слишком велика, наприхронизации цепь 7 управления пере- . мер при нахождении двигателя в сосписывает содержание первого счетчи- тоянии останова, пройзводится загруэ. ка 8 в запоминающее устройство 10. ка первого счетчика 8. Затем обесПосле этого цепь 7 управления обес- 5 печивающий загрузку последний выход печивает возвращение счетчика 8 и цепочки счетчиков первого счетчика счетчика 11 в нулевое состояние. 8 через запрещающий вход обуславливэ

Делитель 15 в соответствии с установ1- -ет срабатывание цепи 7 управления, 9 11 в результате чего оказывается воздействие на установку дальнейшего счета первого счетчика 8 и процесс выдачи сигналов синхронизации схемой

9 формирования сигналов.

Поступающие от двигателя измеренные сигналы вместе с сигналами синхронизации поступают через переключающую схему 2 на вход блока 4 оценки и сигнализации. В состав переключающей схемы 2 может быть введен логический узел, который в соответствии с состоянием блока 16 выбора числа цилиндров запрещает дальнейшую передачу сигналов от блока 4 оценки и сигнализации, за исключением сигналов, соответствующих цилиндрам с установленным порядковым числом. В этом случае также имеет место процесс формирования сигналов синхронизации в соответствии с описанным методом.

Переключающая схема 2 выполнена таким образом, что сигналы блока 3 . распределения во времени поступают также и на вход входного усилителя 1, за счет чего можно обеспечить эффективное управление работой приданных отдельным цилиндрам измерительных элементов датчиков давления. Это решение является целесообразным потому, что обеспечивается возможность считывания соответствующих измерительных сигналов отдельных ци1линдров во временной последовательности эксплуатации без возникновения мешающих влияний сигналов друг на друге или искажения сигналов (например, за счет совместного наложения). Говоря иначе, первый усилитель 5 работает в системе разделения времени. Сигналы от схемы 9 формирования сигналов могут поступать на узел 17 задержки, который может обусловить максимальную временную задержку, которая длится до тех пор, пока не появится следующий сигнал.

Цепь 7 управления обеспечивает в соответствии с состоянием задатчика 13 числа цилиндров также управление логической схемой 18. Это необходимо для того, чтобы обеспечить возможность реализации задержки до момента поступления сигнала синхронизации, т.е. после поступления сигнала от последнего цилиндра. За счет временной задержки можно обычным образом проверить на всей длине сигнал, относящийся к испытуемому

09071

5

55 процессу, например процессу изменения давления. Синхронизация с задержкой является целесообразной также потому, что за счет этого также обеспечивается возможность оценки фазовых ошибок, обусловленных процессом чередования отдельных сигналов. Сигналы синхронизации подвергаются весьма точному делению. Так, фазовое соотношение может быть оценено с помощью осциллоскопа или подвергнуто цифровой оценке. Однако в данной схеме основную роль играет сигнал, относящийся к первому цилиндру. Ввиду того, что обеспечивается возможность проверки смещения, цепь 7 управления должна быть выполнена таким образом, чтобы по достижении необходимого числа цилиндров она не только блокировала бы выход схемы 9 формирования сигналов, но и одновременно управляла бы работой логической схемы 18, что последняя обеспечивала бы считывание сигналов, соответствующих последнему цилиндру. Первый сигнал с временной задержкой считывается логической схемой 18 таким же образом, как и соответствующий первому цилиндру смещенный сигнал синхронизации. Ввиду того, что этот сигнал синхронизации вырабатывается из сигна ла, соответствующего последнему цилиндру, он опережает начало проведения изменения испытуемого сигнала, например сигнала давления. Схема 19 формирования сигналов в общем и целом выполняет те же задачи, что и схема 9 формирования сигналов блока 3. разделения времени. При использовании такого решения может быть реализован процесс, при котором . перед каждым соответствующим цилиндру сигналом возможно добавление возникающего через соответствующий промежуток времени сигнала синхронизации.

Сигнал синхронизации служит для обеспечения как цифровой, так и аналоговой обработки информации с целью ее отображения, Ввиду того, что длительность задержки не может превышать интервала времени между следующими друг за другом сигналами, несмотря на на- личие последовательной схемы, оснащенной узлом 17 задержки, всякие ошибки применительно к последовательности исключаются.Последовательная схема в связи с наличием переключающей схемы 2 при" годна для работы входного усилителя 1.

1109071

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор М. Петрова Техред Т.Фанта Корректор М. Демчик

Заказ 5911/46 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", r..Óàãîðoä; ул. Проектная, 4

Принцип работы узла 20 задержки и стробоскопа 21 практически аналогичен работе других приспособлений техники автомобильной диагностики, при использовании которой возникает необходимость в проведении угловых измерений. Узел 20 задержки, однако, связан с логической схемой 22, обеспечивающей выбор знака, которая на основании полученного от переключаю щей схемы 2 сигнала определяет знак углового измерения. Это также устройство обычной конструкции. На основании выходного сигнала логической схемы 22, обеспечивающей выбор знака угломер 23 обеспечивает угловое измерение с учетом правильного знака.

Эта возможность наиболее предпочтительна в том случае, когда двигатель оснащен датчиком верхней мертвой точки.

Благодаря своей универсальной конструкции предлагаемое устройство

>О пригодно для проведения высокоточных измерений эксплуатационных парамет- . ров бензиновых и дизельных двигателей с учетом изменяющихся эксплуатационных условий.